架空输电线路综合防雷保护研究

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摘 要 国民经济的不断发展，对电力行业供电系统的可靠性要求也越来越高。由于雷电的随机性和复杂性，电力生产的安全问题也非常突出。当出现雷击时直接造成的影响就是线路跳闸，对企业及相关用电单位造成直接损失。目前常用的防雷措施主要有安装避雷针、配电网架空导线的绝缘化、耦合地线、加装消雷器以及使用接地电阻的方法等。本文因地制宜，对架空输电线路中和防雷保护进行了相关的研究。

关键字 雷击；配电网；跳闸；防雷保护

中图分类号TM7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）99-0072-02

0 引言

架空输电线路多长期暴漏在广阔的自然之中且输电线路较长，极易受到外界环境的影响。尤其是雷雨天气暴漏在不同地形的输电线路都受到不同程度的雷电影响。作为电力网及电力系统的重要组成部分架空输电线路的避雷保护也成为了一个急需解决的问题。

1 雷电事故的机理及危害

架空输电线路的雷电灾害主要是当输电线路遭到雷电的直击或者雷电经过时由于电磁感应而产生大气过电压，这个电压远远高出线路的相电压，即大气压或高于大气压中大电流放电，为电弧放电形式。从而使得线路绝缘遭受到破坏从而引起输电线路对地阻抗上产生很高的电位差，发生闪络冲击，雷电过电压闪络时，瞬间形成电流很大但时间很短得电弧。当雷电过电压闪络时，将在是在两相或三相之间闪络而形成金属性短路通道，瞬时引起数千安培工频续流，电弧能量将骤增。雷击不但危害线路本身而且沿导线迅速传到变电站。因此变电站也要做好相应的避雷措施，以免造成变电站内设备的损坏。这就是电弧放电的规律。

当架空绝缘输电线路受到雷击后会产生很大的过电压。当过电压高于导线的绝缘等级后将会沿着导线传导到电场最薄弱的环节从而将导线的绝缘层击穿。常在绝缘子的两端形成震后大小的据穿点从而放电形成闪络，导致工频电弧向绝缘子根部金属传导形成金属性短路。工频电弧在一固定的点然后使得架空绝缘导线出现断线发生。

当直接受到雷击的的导线将会产生巨大的过电压，当这个过电压产生后也将沿着导线传播寻找电厂做薄弱的绝缘子沿面进行放电从而形成闪络。工频电弧向绝缘子根部金属发展最终形成金属性短路连接通道引发跳闸事故。由于在电磁力的作用下工频短路电流将沿着沿着导线向背向电源的方向移动。因此一般不会烧断导线，即架空导线的断线率低但是跳闸事故比较频繁的发生。

2 配电线路防雷问题分析

对于不同的雷电事故的发生多有其相应的特征，为了很好的防范雷电造成的危害，有针对性的避免可能造成的雷电事故，通过多起不同线路的雷电事故分析了解和掌握了起发生的特征。根据相关的特征分析，提取有用信息，从而便于有针对性的解决雷电事故问题。

大部分雷电事故多由于杆塔的地域位置影响。位于山顶及较高地势的杆塔受到雷电的影响比较大，位于山脚或者山谷应风雨的谷口以及临水地域的杆塔。由于不同的土壤有不同的电阻率，因此在连接两个杆塔间容易造成雷电事故。对于杆塔的材料不同，其接地的电阻比较大，杆塔的耐雷水平很低，当同一杆塔有多项闪络或相邻杆塔同时闪络时容易造成反击。当杆塔处于易受雷击地区，落雷频繁或者杆塔的耐雷水平设计很高时容易造成绕击。

3 防雷保护措施

3.1 提高线路局部绝缘水平

将配电线路中的瓷绝缘子更换成为硅橡胶绝缘横担，全线提高线路绝缘水平，同时在高杆塔上增加绝缘子串片数，加大大跨越档导线与地线之间的距离，以加强线路绝缘。为了降低线路造价，可通过架空绝缘导线加强局部绝缘的方式，在绝缘导线固定处加厚局部绝缘的方法。从而有效提高线路绝缘水平，避免维护。

3.2 加装氧化锌避雷器

氧化锌避雷器具有很理想的非线性伏安特性，在非线性区，随电流的增加电压增长不快。加装氧化锌避雷器可显著提高线路防雷水平。在杆塔良好接地时，可有效降低雷电过电压。当受到雷电影响时刻迅速将雷的电流导入大地，从而保护了绝缘子不会被击穿，避免大电流传到变电站。

3.3 降阻剂降低配电设备的接地电阻

近几年来国内一些单位在处理接地时使用了降阻剂，取得了较好的降阻效果，介绍降阻剂的文章也不少，降阻剂确实热极一时。据有关资料介绍，降阻剂使用后接地电阻随时间的推移而下降，并且由于其PH值呈中性略偏碱，对接地体有钝化保护作用，故基本无腐蚀现象。但是，使用较长时间表明接地降阻剂对接地体产生了严重的腐蚀。故在采用这一方法时应关注长期的效果，特别是对接地体的腐蚀问题。

3.4避雷器并联放电间隙

为了避免单一的防雷事故措施存在着不同程度的缺陷，可以将避雷器和放电间隙互为备用，当雷击时首先避雷器会先发生动作，从而避免了因放电间隙过多的动作而损坏。而当避雷器损坏而不起作用时，放电间隙将接替避雷器动作，这样可以避免线路失去保护。这种设计方法的好处是可以每隔一段距离装设一组，大大降低了成本，提高了可靠性。

3.5放电间隙串联辅助间隙

为有效防止保护间隙发生误动作，可以通过在接地引线中串接辅助间隙的方法，这样设计可以避免因昆虫、鸟类、树枝或其它外物偶然引起主间隙短路时而引起的放电或接地发生，同时也可以起到辅助灭弧的作用。

4 结论

本文通过对不同地区架空输电线路出现的雷击原因进行了详细的调研和分析，通过对配电网事故的发生进行了规律性的统计在总结针对不同的地域通过不同的方法设计了不同的防护措施，从而实现全局的综合防雷保护。

参考文献

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